Hoppa till innehållet


KURSPLAN

Statistisk fysik och termodynamik 7,5 högskolepoäng

Statistical Physics and Thermodynamics
Avancerad nivå, F7035T
Version
Kursplan gäller: Höst 2021 Lp 1 - Tills vidare
Vald version visar för vilken termin och läsperiod som denna kursplanen gäller för. Senaste version visas först.


Utbildningsnivå
Avancerad nivå
Fördjupningskod
A1N
Betygskala
G U 3 4 5
Ämne
Fysik
Ämnesgrupp (SCB)
Fysik

Behörighet

F0047T Kvantfysik.


Urval

Urvalet grundas på 20-285 högskolepoäng



Mål/Förväntat studieresultat

Kursens mål är att studenten efter godkänd kurs skall kunna:

1. Kunskap och förståelse

  • Definiera grundläggande antaganden inom statistisk fysiken.
  • Förklara innebörden av mikrokannoniska, kannoniska och storkannoniska ensemblen.
  • Redogöra för den makroskopiska respektive den mikroskopiska beskrivningen av temperatur, entropi och fri energi
  • Beskriva Bose-Einstein och Fermi-Dirac fördelningsfunktioner och den klassiska gränsen.
  • Kunna definiera och använda begrepp som fria energin, Gibbs fria energi och entropi.

2. Färdighet och förmåga

  • Tillämpa grundläggande antaganden inom statistisk fysiken
  • Tillämpa Bose-Einstein och Fermi-Dirac fördelningsfunktioner
  • Göra enklare medelfälts beräkningar.
  • Planera och utföra enklare Monte-Carlo program
  • Kunna lösa praktiska problem inom kursens relevanta områdena

3. Värderingsförmåga och förhållningssätt:

  • Analysera, presentera och diskutera resultat från Monte-Carlo simuleringar
  • På ett vetenskapligt sätt, ge återkoppling på och diskutera egna och andras projektredovisningar

Kursinnehåll

Tillstånd, ergodiska antagandet, partitionsfunktionen, entropi, mikrokannoniska, kannoniska och storkannoniska ensemblen, temperatur, reversibillitet, ideal gas (kinetisk gasteori), Maxwell-Boltzmann fördelningen, Gibbs fördelningen, Fermi och Bose statistik, fria energin, medelfälts teori, kritiska exponenter, skalnings teori, diffusion, Brownsk rörelse. Monte Carlo metoden och simuleringar. Kort introduktion till Machine Learning.


Genomförande
Kursens undervisningsspråk samt undervisningsform anges för varje kurstillfälle och framgår av kurssidan på Luleå tekniska universitets hemsida.

Undervisningen sker i form av lektioner med teorigenomgång och problemlösning. I kursen ingår även en eller ett par större programmeringsuppgifter. En av dessa uppgifter redovisas i form av en posterpresentation med obligatorisk närvaro, övriga redovisas skriftligt.


Examination
Om det finns beslut om särskilt pedagogiskt stöd, i enlighet med Riktlinjen Studentens rättigheter och skyldigheter vid Luleå tekniska universitet, finns möjlighet till anpassad eller alternativ examinationsform.
Skriftlig tentamen (5 HP) med differentierade sifferbetyg. Obligatorisk muntlig och skriftlig presentation av programmeringsuppgiften 'Monte Carlo projekt' i form av en poster (2.5 HP).

Övrigt
Kursen kan inte ingå i examen tillsammans med F0018T.

Övergångsbestämmelser
Kursen F7035T motsvarar kursen MTF115.

Examinator
Corina Etz

Litteratur. Gäller från Höst 2021 Lp 1 (Kan ändras fram till 10 veckor innan studiestart)
Kittel Charles & Kroemer Herbert: Thermal Physics, Freeman 1980.
Extra material utdelas under kursens gång.

Kursgivare
Institutionen för teknikvetenskap och matematik (TVM)

Moduler
KodBenämningBetygskalaHpTillståndGäller frånTitel
0001Skriftlig tentamenG U 3 4 55.00ObligatoriskV12
0003Projekt och muntlig presentationU G#2.50ObligatoriskH21

Studiehandledning
Studiehandledning finns i lärplattformen Canvas före kursstart. Du som är ny student hittar all information du behöver på www.ltu.se/nystudent. Du som redan studerar vid Luleå tekniska universitet hittar information om kursstart via schema på studentwebben alternativt via kursrummet i lärplattformen. Du når lärplattformen via Mitt LTU.
Se även

Kursplanen fastställd
av Institutionen för teknikvetenskap och matematik 2011-02-07

Reviderad
av Huvudansvarig utbildningsledare Niklas Lehto 2021-02-17